山區機場高填方夯實地基處理方法分析

楊鑫

西部機場集團青海機場有限公司 青海 西寧 810000

山區機場高填方地基處理主要從原地基土體和填筑體結合并壓實的施工過程，確保地基沉降過程中不發生變形，符合穩定性需求。由于山區地形地貌較為復雜，高差變化較大，其中水文地質條件和地表結構較平原地區具有多諸多不良環境因素，其中機場建設需要地基處理需要大量的土石方，建設工期一般較長，目前國家相關行業還沒明確技術標準，當前采用的檢驗和實驗形式與實際應用脫軌。如果高填方地基處理規范，地基沉降會出現較大差異，導致填方區域低于航站區或者服務區等周邊建筑的許可，嚴重影響機場的運營安全，在梅雨季節會引發高填方坡體失穩，帶來嚴重的滑坡隱患。為了控制山區機場高填方地基的穩定性，確保運營過程重不發生地基變形，應加強對高填方地基處理技術分析。

1 山區機場高填方夯實地基的常見問題

山區機場填筑地基一般需要大面積的土方量和工程場地，在機場地基填筑過程中會遇到如下常見問題。

首先，山區原地面一般為山谷、沖溝等地形，土層厚度分布不勻稱，覆蓋層土質松散，強度低、可壓縮空間較大，在土方填筑過程中，會給地基帶來不穩定因素，影響沉降效果和工程質量，一般在填筑作業前應做好準備工作，確保山區機場高填方質量。在開挖地基土質結構較硬時，與填筑料形成較大差異，在有荷載因素下，會導致沉降出差異，因此，在對填筑地基與開挖地基交匯處應加強處理。其次，填料的選擇是確保地基質量的首要保障，填料的粒徑、配級對地基處理有直接影響，也是確保機場建筑質量的重要參數。選擇適合的爆破方法，與原地基土層結構差異不大的填料以及填筑方式，基于以上要求，才能在機場地基施工作業中策劃科學方案。最后，在高填方地基處理過程中，回填夯實作業環節沿臨空面會存人工邊坡，且有一定坡率，應加強對坡率的穩定性進行研究。同時，根據不同區域的填筑料會根據地形差異導致工程性質也參差不齊，地基強夯作業時，要嚴格按照方案要求和實驗結果設置施工參數，確保山區機場工程作業質量。

2 山區機場高填方地基強夯處理方法

2.1 原地面處理

山區機場高填方原地面基本采用強夯、清除、碾壓等處理方式。機場道槽采用碾壓法較少，一般使用強夯法和換填法比較多，根據土層結構不同，也有使用置換和清除法。一般機場土層小于4m的軟土采用換填強夯法與強夯置換法相結合的方式，通過對貴州龍洞堡機場實驗表明地基回彈、承載力、變形模量等參數完全符合機場地基使用需求。清除法一般適用于去除原地面的樹根、耕作用途和軟草皮等，強夯方法一般與換填和置換方法相結合，共同運用于機場地基處理中。

2.2 優化強夯施工設計

目前我國對強夯施工設計還沒有制定一套完善的理論依據，應根據具體工程施工環境來確定。山區機場高填方應根據以往工程經驗以及山區地質條件來確定設計施工參數和調整強夯施工工藝。強夯法應在確保施工安全的前提下，本著減少施工成本投入的原則設計強夯施工參數。首先應考慮夯機能，回填地基處理后要檢驗承載力和變形模量，是否符合方案設計標準，一般強夯能級越高，加固深度越大，而中等能級強夯加固深度不如高能級強夯效果好，綜合考慮，安全系數高、成本相對歷練的中等能級強夯適用于山區機場高填方夯實地基作業標準。不同填料的夯擊次數也有所不同，因此，應針對施工現場實際情況具體確定，針對黃土、壯土填料的基土來說，應最大化壓縮夯坑土方量，縮小夯坑周圍填料隆起量為宜。如果發生大量填料隆起，應適當減少夯擊次數，同時，應從施工現場作業便利角度考慮，規避夯坑過深影響起錘狀況，同時要注意夯點的間距和間歇時間的把控。

2.3 填筑材料質量控制

山區機場高填方作業應控制好填料的質量，可以促進工程質量、節約成本投入具有重大作用。黃土填料含水量過大，會導致黃土結構破壞，在自重應力和附加應力的條件下會產生附加變形。黃土粉土顆粒達到半數以上土體結構最佳，含水量充足。其次，土質松軟會形成較大壓縮性，當土質水溶性鹽含量過多，會影響黃土填料的抗剪切強度，天然濕度應保持塑限含水量以下，如果為濕陷性黃土，更應結合土質特點，采取針對性工藝嚴格控制施工質量，減少因濕陷性特點對高填方影響，促進地基工程作業水平。

2.4 填挖交界面的處理

根據山區地形地貌特點，應采取高挖低填的方法，機場內盡量規避填筑地基和開發地基兩種不同類型。由于兩種地基的工程性質存在差異，荷載能力也存在差異，有效控制填挖交界面的處理，可減少沉降差異。由于挖方區和填筑區的交界面（如圖1所示）在重荷的作用下，會出現沉降，如果沒有科學處理，會影響建筑物的穩定性。一般針對山區土體交界面的沉降差異來確定挖方去超挖深度，為了提高地基的應力，首先應將壯土作為褥墊層，在填入黃土，調整地基結構，達到均勻沉降效果。一般機場跑道要求較高，3m內應按照1:8的比例呈斜坡形式開挖，3m～8m內應按照1:2的比例呈臺階形狀開挖，按正常填料方式進行分層填筑，后續做強夯技術處理，可有效減少沉降差異，滿足山區機場高填方施工作業需求。

圖1 填挖交界面示意圖

2.5 高填方邊坡穩定性分析

在山區機場高填方夯實地基施工作業環節中，填筑體處在臨空面會導致高填方邊坡，應該按照行業規范對臨空面進行夯實，提高高填方行業要求合理放坡，加強填筑邊坡的穩定性（圖2為高填方邊坡圖）。由于填方用料不均質，加載流程過于復雜，致使常規的解析方法很難對邊坡穩定性進行有效分析，因此，應結合先進信息技術，采用極限平衡法計算土體本身的穩定性以及在荷載作用下的穩定性，求得最終的安全系數。這種方法由于使用參數較少，計算結果精準，目前在山區高填方夯實地基處理施工中得到廣泛應用。隨著社會不斷發展，對山區機場施工作業標準越來越高，應結合時代發展，不斷探尋更有效的高填方邊坡穩定性技術。

圖2 高填方邊坡圖

3 強夯施工注意事項

加強對地基施工質量的檢測，首先應在夯擊作業后的一周左右進行二次實驗，同時在施工區范圍內抽樣取點檢測，從標準貫入、靜力觸探、荷載試驗三方面來取點，所有數據指標符合上去機場施工標準方可達標。同時，在山區機場建筑過程中，應加強對周邊環境的保護，嚴格按照國家法律要求控制施工噪音，在干燥多風天氣應做噴灑水處理，降低灰塵污染。最后，施工作業過程中應加強安全管理，尤其起重機這類設備啟動前應加強對設備的檢查和試吊，確保作業人員佩戴安全帽，起夯作業中，15m米內區域嚴禁進入人員，作業停止后，夯錘應歸回原位，5級風和雷雨天氣應停止作業。

4 結束語

由于上去機場工程地基處理設計眾多技術要點，因此，應加強對高填方夯實地基處理方法深入分析，更好的總結和提升夯實地基施工技術，優化夯實地基技術路徑，通過實踐總結一套理論方法，更好的運用于更多的高填方工程地基處理中。